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氟塑料离心泵噪声的研究
作者:admin 发布日期:2018-03-23
氟塑料离心泵是如今在工业当中应用较为广泛的化工泵的一种,根据其结构、形状以及类型特征,在正常的生产开车过程中会出现一定的噪声,噪声也使得氟塑料泵成为生产设备中一项非常严重的问题所在。在这种普遍存在问题的情况之下,研究并解决氟塑料离心泵的噪声问题就成为泵阀生产企业的一项严峻的工作,不仅要降低因噪声的同时,还不能影响工矿企业对生产的影响,在离心泵日后的设计、日后的改进都有深远的意义。
数学模型推导
Lighthill声类比理论
Lighthill方程为现代气动声学诞生的标志,也就是是离心泵叶轮机械噪声研究的基础。该理论的关键,若假设流体动力声源为已知的类型,只要能够以不动方式的应用对声源获得,那么就可以实现对声场的计算测量和估算,并以此依据使其在噪声预测方面具有有利的有点,并可以获得有效的应用。同时,该理论在实际应用中也存在着一定的局限性和不完善性,人为对声场、流场进行分离的方式并不可以对流场同声场间相互之间作用的问题得到解决,且在声源四级子项当中包含很多隐藏的假象,例如边界层声源、冲击声源等,在以模型方式求解时存在着较大的难度。
涡声理论
该理论是1964年Powell在Lighthill方程基础上简化获得的理论,此该理论当中,其指出了漩涡是流体动力声当中的唯一源项,即实现了流场发声机制的反映。通过该理论的提出,即在对流体诱发噪声情况进行求解时,仅仅对流场中具有漩涡区域进行考虑即可,在流动发声的数值计算以及理论研究方面都具有了更为便利的特征。同时,其也从漩涡角度对流场常用方式进行了研究,常用方式包括有离散、混合漩涡法等,该种情况的存在,也表明通过涡声理论对离心泵噪声进行分析是一种有效的方式。2004年,有学者即通过该方式先求离心泵流场,之后求解声场,以此开发出了一种诱发噪声的快速算法。在该方式中,其首先通过无黏漩涡脱落同人工黏度离散漩涡模型的应用对离心泵废定常流场进行计算,之后通过非定常力实现离心泵内部声场的求解。
数值计算
有学者指出,在制定条件下对流场进行计算时,可以对叶轮机械以及声场影响进行忽略,该理论的主要原因,即当表面应力对偶极子源引起之后,以数值方式对离心泵噪声的研究也获得了快速的发展。在这部分研究当中,都先对离心泵内部流场进行计算,之后对流场诱发声的步骤进行计算。在通过计算获得流体流速以及压力后,则可以通过计算声学的应用获得以压力脉动方式诱发的结构辐射噪声,其中,直接边界元、声场有限元以及间接边界元都是对声学进行计算经常应用到的方式。对于这部分方法来说,在实际离心泵内部流场进行计算时,都将流体作为不可压缩介质看待的,即在获得流体在固定表面定力后,将其作为可压缩介质对噪声在流场中的传播求出。要着重指出的就是,以这部分方式对流场进行求解时,都将离心泵叶轮以及蜗壳作为刚体计算的,而对其在流场方面的影响却存在着一定的忽略情况。该种情况的存在,即当叶轮以及蜗壳在流固耦合当中,固体表面将具有较小的弹性位移,其同流场中位移相比而言小到忽略不计,同时,离心泵结构向内部以及空气流场产生的辐射也将因同样的原因可以忽略。目前,还没有查到在叶轮片较薄位置在流场方面的显著影响研究。
 
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